ソリッド要素(/PROP/SOLID)

Radiossでは線形と2次の補間関数の6面体と4面体のソリッド要素が利用可能です。

線形要素が、特に少ない数の積分点数と大きな時間ステップ ( Δ t = L c )のために、時間ステップとメモリ消費に関して優れています:
  • TETRA4: L = a 2 3 = 0.816 a
  • TETRA10: L = a 5 / 2 6 = 0.264 a
  • BRICK8: L = V o l u m e l arg e s t f a c e a r e a
  • BRICK20: L t h i c k n e s s 2
表 1 は、これらの要素の違いをまとめたものです。BRICK8に関しては、共回転定式化の使用についてElement LibraryRadioss理論マニュアル;で説明されており、これで、特に大きなせん断変形を受けるときの、更新過程での誤差の累積を避けることができます。この定式は、この要素のデフォルトとしては用いられていないため、ユーザーがアクティブ化する必要があります。


図 1. Radiossでのソリッド有限要素メッシュ
ソリッド要素はメッシング上の問題を解決するため縮退させることができます。縮退要素は、同じ辺上の節点をマージする(6面体)かまたはTETRA10の中間節点を削除することにより得られます。縮退要素の使用は推奨できませんが、複雑な形状のためにそれが避けられない場合、一様な質量分布を保つため要素の対称性を考慮することが重要です。図 2に、縮退されたソリッド要素のいくつかの例を示します。


図 2. ソリッド要素縮退の例
表 1. ソリッド要素
メッシュ 要素名 積分点の数 アワグラス定式化 コメント
BRICK8 1x1x1

2x2x2

1積分点に対するペナルティ 共回転定式化を使用

アワグラスタイプ2は避ける

HA8 2x2x2 から 9x9x9まで --- 値はフラグIcpreに対して用いられる点に注意
HEPH 1x1x1 物理的な安定化
BRICK20 2x2x2または3x3x3 --- コストが高すぎる要素
TETRA4 1 --- 大変形でのせん断ロッキング

低精度の要素

TETRA10 4 --- 高いコスト

せん断ロッキングは無く良い精度